авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Живучесть железобетонныхрамно-стержневых конструкций при внезапной потере устойчивости несущих элементов

-- [ Страница 3 ] --

Рисунок 7 – Расчётная схема рамно-стержневой системы с (n) связями (а), и (n-1) связями (б); эпюры изгибающих моментов на относительных перемещениях на (i-1)-ом этапе расчёта (в) и i-том этапе расчёта (г)

Для формализованного представления расчётных зависимостей и последующей автоматизации расчета физически и конструктивно нелинейных систем использован метод перемещений. Определение последовательности образования пластических шарниров в конструктивной системе проводится методом кинематического анализа. Для деформированного состояния, соответствующего определенному значению критической силы, находится элемент с максимальным значением активной работы внутренних сил. В таком элементе максимальное значение относительного изгибающего момента возникнет, как правило, в узлах крепления стоек к ригелю Mn,в и в опорных сечениях Mn,н (см. рис. 7 б, в).

В качестве предельного состояния на первом этапе расчёта определяется максимальное значение относительного изгибающего момента [Мi,max*], при котором в рассматриваемом узле рамно-стержневой системы образуется пластический шарнир (происходит первое локальное разрушение). Значение приведенной жесткости сечения железобетонного элемента с трещинами Bred,i, соответствующее состоянию пластического шарнира, вычислено с использованием шагово-итерационной процедуры.

На каждом последующем этапе расчёта для изменившейся исходной расчётной схемы (см. рис. 7, б) выполнялся кинематический анализ конструктивной системы с учётом значения приведённой жесткости сечения Bred,, в результате которого определялся следующий элемент с наибольшей работой внутренних сил, а также вычислялись относительные изгибающие моменты, в узлах конструктивной системы при новом деформированном состоянии.

Увеличение нагрузки, при достижении которой происходит образование пластического шарнира на каждом последующем i-том этапе расчёта, определяем с помощью параметра :

, (11)

где - нагрузка, действующая на систему на (i-1) этапе расчета.

На первом этапе расчёта значение этой нагрузки составит: ,

где - критическая сила для системы после приложения запроектного воздействия в виде внезапного выключения из работы несущего элемента.

Параметр представляет собой отношение предельного значения относительного изгибающего момента в наиболее нагруженном сечении на i-том этапе [Мi,max*] к предельному значению относительного момента на (i-1) этапе расчета системы [Мi-1,max*]:

. (12)

В соответствии с выражением (12), на первом этапе расчета параметр = 1.

Теоретически признаком прогрессирующего разрушения конструкции рамы может считаться образование кинематически изменяемой системы. Если же в процессе расчёта на i-том этапе вычислений выполняется условие (Pэксп – эксплуатационная нагрузка, действующая на исходную (n)-систему, то происходит стабилизация силового потока в конструктивной системе до превращения её в кинематически изменяемую, и, следовательно, имеет место локальное разрушение конструкции рамы.

Для качественной и количественной оценок влияния образования трещин в растянутой зоне в наиболее нагруженных узлах на параметры, характеризующие процесс потери устойчивости, выполнены численные исследования железобетонной рамы, представленной на рисунке 1, а. При выполнении этих исследований рассмотрена конструктивная система в момент приложения запректного воздействия, вызванного внезапным изменением расчётной длины первой стойки в результате мгновенного выключения из работы раскрепляющих элементов (см. рис. 1, б). В рассматриваемой конструктивной (n-1) – системе при заданном соотношении нагрузок наибольший изгибающий момент действует в узле сопряжения ригеля и крайней стойки, следовательно, в этом сечении произойдёт появление трещин.

Численные исследования выполнялись в три этапа, на каждом из которых в качестве варьируемого параметра была принята приведённая жёсткость первой, второй и третьей стоек рамы, соответственно. Выполненные численные исследования позволили установить влияние процесса трещинообразования, развивающегося в момент внезапной структурной перестройки конструктивной системы в наиболее нагруженном узле, на параметры динамического догружения элементов системы:

- при одинаковом значении приведённой жесткости каждой стойки это влияние составляет 17% в сторону увеличения осевой силы;

- при уменьшении приведённой жёсткости первой стойки это влияние увеличивается до 26%;

- в случае увеличения приведённой жёсткости первой стойки влияние процесса трещинообразования уменьшается до 15%.

Влияние появления трещин на динамические догружения при изменении приведённых жесткостей второй и третьей стоек возрастает при увеличении этих жёсткостей, что может объясняться изменением формы потери устойчивости первой стойки рамы.

Предложенная методика анализа живучести конструктивных систем при запроектных воздействиях реализована Орловским академическим научно- творческим центром Российской академии архитектуры и строительных наук в процессе проектирования реальных объектов. Так, с её использованием был выполнен расчёт устойчивости железобетонных колонн одного из блоков каркаса здания пристройки к бывшему Дому культуры «Железнодорожник» в г. Белгороде.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Построены расчетные зависимости для оценки параметров живучести железобетонных рамно-стержневых конструктивных систем в запредельных состояниях при потере устойчивости несущих элементов, связанной с внезапным изменением структуры таких систем.

2. Предложен способ и разработана методика экспериментального определения динамического догружения в элементах рамно-стержневых систем при потере устойчивости несущих элементов в такой системе. С использованием этого способа экспериментальными исследованиями на специально запроектированных конструкциях железобетонных двухпролётных рам получены новые опытные данные о характере и количественных значениях параметров силового сопротивления и устойчивости внецентренно сжатых элементов рам в предельных и запредельных состояниях.

3. Экспериментально подтверждено наличие динамического догружения и значение коэффициента динамичности в элементах железобетонных рамно-стержневых конструкций при внезапной потере устойчивости одного из несущих элементов с учётом упругопластического деформирования и процесса трещинообразования в таких конструкциях.

4. На основе предложенных в работе аналитических зависимостей метода перемещений разработаны методика и алгоритм расчета живучести железобетонных рамно-стержневых конструктивных систем в запредельных состояниях, связанных с внезапной потерей устойчивости несущих элементов.

5. Выполненные численные и экспериментальные исследования позволили сформулировать некоторые предложения к расчету живучести железобетонных рам при потере устойчивости несущих элементов, касающихся учёта внезапного выключения конструктивных связей, ограничивающих свободную длину колонн, динамических догружений элементов конструкций, а также позволили выполнить качественную оценку изменения параметров характеризующих процесс потери устойчивости, и предложить адаптационные механизмы защиты конструкций от внезапно возникающих запроектных воздействий.

Список публикаций, отражающих результаты работы:

публикации в ведущих рецензируемых журналах и изданиях, входящих в перечень ВАК Минобрнауки России:

  1. Колчунов, В.И. К оценке живучести железобетонных рам при потере устойчивости отдельных элементов / В.И. Колчунов, Н.О. Прасолов, М.В. Моргунов // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2007. №4. С. 40-44. (0,32/0,1 п.л. автора).
  2. Колчунов, В.И. К алгоритмизации задач расчета живучести железобетонных рам при потере устойчивости / В.И. Колчунов, Н.О. Прасолов, Л.В. Кожаринова, О.А. Ветрова // Строительство и реконструкция. 2012. № 6. C. 28-35. (0,47/0,1 п.л. автора).
  3. Колчунов, В.И. К вопросу алгоритмизации задачи расчета живучести железобетонных конструкций при потере устойчивости / В.И. Колчунов, М.В. Моргунов, Л.В. Кожаринова, Н.О. Прасолов // Промышленное и гражданское строительство. 2012. № 12. C. 77-79. (0,41/0,1 п.л. автора).

публикации в других научных изданиях:

  1. Колчунов, В.И. Влияние коррозионных повреждений отдельных элементов на устойчивость железобетонных рамно-стержневых систем / В.И. Колчунов, Л.В. Кожаринова, Н.О. Прасолов, Г.А. Добриков // Вестник отделения строительных наук. 2010. Том 1. С. 107-112. (0,4/0,1 п.л. автора).
  2. Клюева, Н.В. Влияние коррозионных повреждений элементов на живучесть железобетонных рамно-стержневых систем / Н.В. Клюева, Н.О. Прасолов, В.И. Колчунов // Успехи строительной механики и теории сооружений. 2010. С. 117-122. (0,4/0,1 п.л. автора).
  3. Клюева, Н.В. Исследование живучести железобетонных рам при варьировании их топологии / Н.В. Клюева, Н.О. Прасолов // Вестник центрального регионального отделения РААСН.– Воронеж-Липецк. 2008. Вып. 7. С. 205-208. (0,25/0,1 п.л. автора).
  4. Колчунов, В.И. Экспериментально-теоретические исследования живучести железобетонных рам при потере устойчивости отдельного элемента / В.И. Колчунов, Л.В. Кожаринова, Н.О. Прасолов // Вестник МГСУ. 2011. Том 2, 3. С. 109-115. (0,44/0,15 п.л. автора).
  5. Пат. № 2420722С1 Российская Федерация, МПК51 G01M 99/00. Способ определения динамического догружения в элементах рамно-стержневых систем при потере устойчивости / В.И. Колчунов, Н.О. Прасолов, Д.В. Кудрина.; заявитель и патентообладатель Орловский государственный технический университет. – № 2009144302/28; заявлен 30.11.2009; опубл. 10.06.2011, Бюл. №16.– С. 8.

Подписано в печать 21.03.2013 г. Формат 60х84 1/16.

Печать офсетная. Бумага офсетная.

Усл. печ. л. 1,0. Тираж 120 экз. Заказ № 77

____________________________________________________________

Отпечатано с готового оригинал-макета в ООО «Переплетчик»

302030, г. Орёл, ул. Пушкина, д. 20а. Тел/факс 8(4862) 55-01-54



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.